Question

（12分）某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)分解反應(yīng)平衡常數(shù)。

(1)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：

NH₂COONH₄(s) ?2NH₃(g)＋CO₂(g)

實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓 強(qiáng)/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體 總濃度/ mol·L－1	2.4× 10－3	3.4× 10－3	4.8× 10－3	6.8× 10－3	9.4× 10－3

（1）可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是(　　)

A．2v(NH₃)＝v(CO₂)

B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變

D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

（2）該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為____________________________，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0 ℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：____________________。（保留兩位有效數(shù)字）

（3）取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0 ℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量________(填“增加”“減少”或“不變”);

（4）氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變?chǔ)?i>H________0(填“＞”“＝”或“＜”)，熵變?chǔ)?i>S________0 (填“＞”“＝”或“＜”)。此反應(yīng)在該溫度下能自發(fā)進(jìn)行原因是 ________ 效應(yīng)大于 ___________效應(yīng).

 

Answer 1

【答案】

（12分）(1)BC

(2)K＝c²(NH₃)·c(CO₂)，K＝1.6×10^－8(mol·L^－1)³;

(3) 增加    (4)>  >；熵   焓.

【解析】（1）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。不正確，不滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。反應(yīng)前后體積是變化的，所以壓強(qiáng)也是變化的，因此B可以說明。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但質(zhì)量是變化的，所以C正確。由于只有生成物是氣體，所以氨氣的分?jǐn)?shù)始終是不變的，D不正確，答案選BC。

（2）平衡常數(shù)是指在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c²(NH₃)·c(CO₂。根據(jù)數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)氨氣是0.0048mol/L÷3×2＝0.0032mol/L，所以CO₂是0.0016mol/L，因此平衡常數(shù)是1.6×10^－8（mol·L^－1)³。

（3）應(yīng)用正反應(yīng)時(shí)體積增大的可逆反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此氨基甲酸銨的質(zhì)量增加。

（4）根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)可知，溫度越高，生成物的濃度越大，這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，及正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。由于熵值是增加的，所以反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說明熵效應(yīng)大于焓效應(yīng)。